e-Pille: Die Zukunft der oralen Arzneimitteltherapie

Wir alle kennen es: Winterzeit ist Erkältungszeit und Husten- oder Kopfschmerztabletten gehören dann oft zum Alltag. Doch unser Magen-Darm-Trakt nimmt Medikamente unterschiedlich gut auf. Im Projekt „e-Pille“ untersuchen Forschende der Fraunhofer-Institute ITMP, EMFT und IZM, an welchen Stellen im Magen-Darm-Trakt verschiedene Wirkstoffe am besten aufgenommen werden. Ziel ist es, die Formulierung neuer Medikamente bei peroraler Einnahme zu optimieren. 

In der Vergangenheit waren aufwendige und unangenehme Intubationsstudien die einzige Möglichkeit, um Ergebnisse im tiefen Magen-Darm-Trakt zu erzielen. Diese Verfahren erforderten komplexe Techniken und viel Zeit. Elektronisch gesteuerte Kapseln boten zwar eine Alternative, waren jedoch zu groß und schwer zu schlucken.

Fraunhofer-Forschende haben daher zum Ziel, die Kapsel auf die Größe einer Multivitamintablette zu verkleinern. Durch innovative Miniaturisierungstechniken soll zudem eine präzise und zuverlässige Dosierung des Testmedikaments sichergestellt werden.

Auf Grundlage der Forschungsergebnisse entwickeln die Fraunhofer Forschenden eine verkleinerte elektronisch gesteuerte Kapsel, die durch ein elektronisches Signal die Freisetzung eines Testmedikaments an der gewünschten Stelle im Magen-Darm-Trakt auslöst. Dadurch wird die Permeabilität erhöht, das therapeutische Potenzial des Medikaments gesteigert und die Wirksamkeit bei oraler Einnahme verbessert.

Der Name des Forschungsprojekts „e-Pille“ beschreibt die beiden Hauptmerkmale: die elektronische Steuerung der Positionierung und Freisetzung des Testwirkstoffs sowie die einfache Einnahme einer normalgroßen Pille.

Nach der Validierung der „e-Pille“ für Permeabilitätsstudien wird als nächster Schritt die elektronische Steuerung der Wirkstofffreisetzung weiterentwickelt, um das Freisetzungsmuster eines Medikaments an dessen therapeutische Ziele und pharmakodynamische Eigenschaften anzupassen. Die Umsetzung dieser Phase wird die orale Arzneimitteltherapie nachhaltig verbessern.

Die „e-Pille“ basiert auf einem modularen System mit steckbaren Modulen für unterschiedliche Funktionen. Es gibt zwei Varianten: die „Forschungs-Pille“ (10 mm x 27 mm) für präzise Medikamentendosierung in Studien und die „Pharma-Pille“ (7 mm Durchmesser) für die tägliche Medikamentendosierung bei Patienten. Während die „Forschungs-Pille“ aus einer Fluidik- und einer Elektronikhälfte besteht, wird die „Pharma-Pille“ einfacher und kostengünstiger produziert. Eine Studie hierzu ist bis Ende 2024 geplant. Zudem untersuchen die Forschenden die Umweltauswirkungen und entwickeln ein Lebenszyklusmodell.

Im Rahmen des „e-Pille“-Projekts kooperieren folgende Fraunhofer-Institute zusammen:

• Fraunhofer IZM: Elektronikentwicklung, Mikrointergation der Elektronik; Zusamenbau und Packaging der Pille; Funkverbindung und Gateway mit Software
• Fraunhofer EMFT: Fluidikteil (DOS) der Pille und pH-Isfet (SiD)
• Fraunhofer ITMP: Pharmakologische Voruntersuchungen, In-Vitro Experimente, Tierversuche

Erfahren Sie mehr zum Thema e-Pille:

Elektronische Pillen in Diagnostik und Therapie | RealIZM (fraunhofer.de)

»e-Pille« - Ein innovativer Ansatz zur Verfolgung der Arzneimittelabsorption und Optimierung der Arznei-mitteltherapie - Fraunhofer IZM